全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(3): 513−519 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

基金项目: 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD02A03)
作者简介: 郑永美(1979−), 女, 博士研究生, 从事水稻生理研究。E-mail: 2006201024@njau.edu.cn
*
通讯作者(Corresponding author): 王绍华, 教授, 博士生导师, Tel : 025-84396475; E-mail: wangsh@njau.edu.cn
Received(收稿日期): 2007-04-27; Accepted(接受日期): 2007-08-12.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.00513
起身肥对水稻分蘖和氮素吸收利用的影响
郑永美 丁艳锋 王强盛 李刚华 王惠芝 王绍华*
(南京农业大学农业部作物生长调控重点开放实验室, 江苏南京 210095)
摘 要: 以宁粳 2号为材料, 通过塑盘穴播育秧, 带土、带肥移栽, 研究了起身肥对水稻分蘖的发生、氮素积累量、
氮肥利用率和产量的影响。结果表明, 移栽后 17 d, 基蘖肥水平相同条件下, 起身肥处理 (N-100%) 群体茎蘖数比非
起身肥处理 (CK) 高 3×105 hm−2。有效分蘖临界叶龄期 N-100%处理中, >3叶龄分蘖比率显著高于 CK。与 CK相比,
N-100%处理多施 5.55 kg N hm−2, 而分蘖成穗率、有效穗数、氮素积累量、氮肥利用率和产量均显著提高。N-75%处
理 (施起身肥, 基蘖肥施量为常规的 75%) 中, 总施肥量比 CK低 32.4 kg N hm−2, 而氮素积累量和氮肥利用率均高于
CK。N-50%处理 (施起身肥, 基蘖肥施量为常规的 50%) 基蘖肥水平过低, 影响分蘖的发生与生长, 与 CK 相比, 氮
肥利用率和产量都显著降低。因此, 适量的起身肥可以促进分蘖的早生快发, 提高水稻的分蘖成穗率, 减少基蘖氮肥
的施用量, 促进水稻对氮肥的吸收和利用, 提高氮素积累量和氮肥利用率。
关键词: 水稻; 塑盘穴播; 起身肥; 氮肥利用率; 产量
Effect of Nitrogen Applied before Transplanting on Tillering and Nitrogen
Utilization in Rice
ZHENG Yong-Mei, DING Yan-Feng, WANG Qiang-Sheng, LI Gang-Hua, WANG Hui-Zhi, and
WANG Shao-Hua*
(Key Laboratory of Crop Growth Regulation, Ministry of Agriculture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, Jiangsu, China)
Abstract: Nitrogen (N) before transplanting, applied in seedling-bed and carried to the paddy field with seedlings is proposed in
this paper. The effect of this method on tillering, N accumulation, N fertilizer utilization efficiency (NUE), and grain yield were
investigated in a field experiment with a japonica cultivar Ningjing 2. The results indicated that, on the condition of equal basic
and tillering N fertilizer, the tillers number in the treatment of nitrogen fertilizer applied before transplanting (N-100%) was 300
thousand ha-1 higher than that in treatment of no N fertilizer applied before transplanting (CK). At the critical stage of productive
tiller, the tillers rate with leaf age >3 in N-100% treatment was remarkably higher than that in CK. Compared with CK, the rate of
effective tillers, number of effective panicles, N accumulation, NUE, and grain yield of N-100% treatment were markedly in-
creased. But the application of N was only 5.55 kg ha−1 more than that of CK. In N-75% treatment the application of N was 32.4
kg ha−1 lower than that in CK, while N accumulation and NUE were higher than those in CK. Compared with CK, N application
of N-50% treatment was too lower, therefore it had negative effect on accelerating tiller’s development. As a result NUE and grain
yield of N-50% treatment were observably lower than that of CK. The results suggested that proper N fertilizer applied before
transplanting had positive effect on accelerating tiller’s development, and enhancing rate of effective tillers. Moreover, application
of N fertilizer before transplanting could reduce the quantity of basic and tillering N fertilizer, speed absorption and utilization of
N fertilizer, and increase N accumulation and NUE in rice.
Keywords: Rice; Plastic-plate dotsow; Nitrogen fertilizer applied before transplanting; Nitrogen utilization efficiency; Yield
实现水稻超高产, 对保证我国的粮食安全有重
大意义。在目前水稻栽培技术条件下影响水稻产量
的因素是多方面的, 其中, 分蘖力及分蘖成穗率是
影响水稻产量的重要因素。而分蘖的数量和质量及
分蘖成穗率与水稻三大营养元素中的氮素密切相
关[1-9]。大量研究认为, 施氮可以促进水稻分蘖数量
514 作 物 学 报 第 34卷

的增加, 早施氮肥更促进有效穗数的增加, 提高水
稻产量[4,10-12]。因此人们大量施用氮素化学肥料。这
和凌启鸿等人提出的培育“小、壮、高”高产模式的
氮肥运筹方法相悖 [13], 因为前期施氮量增加, 分蘖
后期无效分蘖多, 分蘖的成穗率下降, 对群体生长
不利, 影响水稻高产潜力的发挥。而且也带来了氮
肥用量急剧增加、氮肥利用率降低、水稻品质下降
和环境污染等问题[7-11]。
目前我国水稻生产单季氮肥用量已达 180 kg N
hm−2, 最高的甚至达 350 kg N hm−2, 远远高于世界
平均水平 , 而水稻氮肥当季利用率仅为 30%左右 ,
也远远低于世界平均水平[10-12]。针对此问题, 我国
科研工作者从施肥方法以及改变氮肥型态等方面进
行了大量研究, 取得了丰富的成果, 如氮肥深施、配
方施肥和平衡施肥 , 增施脲酶抑制剂、缓释肥料
等[14-24]。此外, 在最适施肥时期和最佳施氮量等方
面也进行了研究, 氮肥利用率达到 45% [25-27]。凌启
鸿等[27]研究发现, 基蘖肥与穗肥的比例变动在 6∶4~
5∶5, 平均为 5.5∶4.5, 可取得最高氮肥当季利用
率。如何在基蘖肥与穗肥的比例基本稳定的基础上
再提高氮肥利用率需要进一步研究。目前, 我国水
稻种植方式仍以育苗移栽为主, 肥料大多采用全田
普施, 移栽稻在苗期的根系扩展范围较小, 较难吸
收远离根际的肥料。而施起身肥是在本田根际发挥
肥效的有效施肥方法。有研究证明, 起身肥可以提
高水稻根际土壤矿质氮浓度, 优化矿质氮在土壤中
的分布[15]。本试验通过塑盘穴播育秧施起身肥, 研
究了氮肥不同施用量、不同施用时期及不同运筹方
式对水稻分蘖的发生及成穗、氮素吸收和利用的影
响 , 探寻提高氮肥利用率和水稻产量的有效途径 ,
为水稻精确施肥提供一定的理论依据和技术指导。
1 材料与方法
1.1 试验设计
试验于 2004—2005 年在南京农业大学土桥实
验农场进行。试验土壤质地为壤土, 含全氮 0.9 g
kg−1、有效磷 34 mg kg−1、速效钾 114 mg kg−1。品种
为宁粳 2 号, 塑盘穴播方式育秧, 秧盘面积 0.2 m2,
352穴。5月 22日播种, 每穴装 2/3穴孔体积的过筛
土, 播 1 粒芽谷, 然后覆盖 1/3 穴孔体积的过筛土,
播后将秧盘平铺在预先按湿润育秧要求制作的秧床
上。起身肥于秧苗移栽前 1 d 的傍晚均匀撒施于秧
盘上, 施用时间距移栽不超出 16 h, 以避免在秧床上
引起烧苗。
在假设起身肥可以替代一定数量基蘖肥的基
础上 , 本田设 3个基蘖肥水平 , 即基蘖肥施量为常
规基蘖肥施量的 50%; 基蘖肥施量为常规的 75%;
基蘖肥施量同常规。为比较起身肥肥效及计算氮
肥利用率 , 增设两处理 , CK, 不施起身肥 , 大田常
规施肥 ; 0N, 无氮肥处理。秧田起身肥施量为
310.50 kg N hm−2, 由于起身肥在本田才真正发挥
肥效 , 所以将起身肥氮素视为基肥 , 根据移栽秧
苗数量 , 折算到大田中为 5.55 kg N hm−2。各处理
氮肥施用量见表 1。

表 1 不同处理田间氮素施用量
Table 1 The quantity of N employed in different treatments
处理
Treatment
起身肥
N fertilizer before transplanting
(kg N hm−2)
基蘖肥
Basic and tillering fertilizer
(kg N hm−2)
穗肥
Panicle fertilizer
(kg N hm−2)
总施氮量
Total N
(kg N hm−2)
N-100% 5.55 151.80 151.80 309.15
N-75% 5.55 113.85 151.80 271.20
N-50% 5.55 75.90 151.80 233.25
CK 0 151.80 151.80 303.60
0N 0 0 0 0

于 6 月 19 日, 秧苗带土球移栽, 土球上部直径
2.2 cm, 下部直径 1.0 cm, 高 2.0 cm。本田小区面积
4 m × 4 m, 各处理重复 3次, 随机区组排列。小区间
用塑料农膜包埂, 小区间隔 35 cm, 重复间相隔 60
cm。本田密度均为 30 cm × 13.3 cm, 每穴栽 1苗。
本田氮肥施用如表 1, 基蘖肥和穗肥分别分两次施
用。磷、钾肥施用量各处理相同, 磷肥 P2O5 132 kg
hm−2全部作基肥施用, 钾肥 K2O 185 kg hm−2分基肥
和拔节肥 2次施用, 各占 50%。
1.2 取样和分析
从移栽至抽穗期每 3~7 d (前期 3~4 d, 后期 5~7 d)
调查一次茎蘖数, 每小区定 1个调查点, 每点 20穴。
第 3期 郑永美等: 起身肥对水稻分蘖和氮素吸收利用的影响 515


于移栽期(transplanting stage, TS)、有效分蘖临
界叶龄期(critical stage of productive tillering, N–n)、
拔节期(elongation stage, n–2)、抽穗期(heading stage)
和成熟期(maturing stage)每小区普查 100穴茎蘖(穗)
数。按穴平均茎蘖(穗)数, 取 5穴完整植株, 105℃杀
青 30 min, 然后 80℃烘干称重, 经粉碎机粉碎和 1
mm 筛子过筛后, 采用凯氏定氮法测定植株样品的
氮含量[15]。另有效分蘖临界叶龄期(N–n)按穴平均茎
蘖(穗)数, 取 10穴用于考察不同叶龄分蘖的构成。
成熟期每小区取 5 穴调查每穗粒数、结实率和
千粒重, 未进行破坏性取样的半个小区去掉边行后
收取实产。
氮肥利用率=(总吸氮量－无氮区吸氮量)/总施
氮量×100%。
移栽至拔节期氮素利用率=(移栽至拔节期吸氮
量－无氮肥区移栽至拔节期吸氮量)/基蘖肥施氮量
×100%。
2004和 2005两年试验结果的趋势基本一致, 本
文图表列出的试验数据均为两年试验数据的平
均值。
2 结果与分析
2.1 不同处理对水稻分蘖的影响
基蘖肥水平相同时, N-100%处理的群体茎蘖数
显著高于 CK, 随移栽后时间的增加, 两处理间茎蘖
数差异增大, 至移栽后 17 d每公顷相差 30万左右。
移栽 20 d后直至高峰苗出现, 两处理的群体茎蘖数
变化趋势无明显差异(图 1)。施同样起身肥时, 随基
蘖肥量的减少, 群体茎蘖数明显降低, N-100%处理
每公顷高峰苗数比 N-50%处理高 31万左右。从图 1
还可以发现, N-75%处理的群体茎蘖数与 CK间几乎
没差异。这可能是施起身肥提高了水稻根际土壤碱
解氮浓度, 促进了水稻幼小根系对土壤中氮素的吸
收利用, 促进了分蘖的早生快发, 减少了基肥水平
低对分蘖发生和生长的影响。

图 1 不同氮肥处理间茎蘖动态比较
Fig. 1 Effect of N fertilizer on dynamic change of tiller’s
number

对有效分蘖临界叶龄期(N－n)不同叶龄分蘖比
率分析可以看出(表 2), 各起身肥处理间>3 叶龄分
蘖比率差异达显著水平。N-100%处理中>3叶龄分蘖
比率为 0.53, 而 N-50%处理最低为 0.46。与 CK 相
比, N-100%和 N-50%处理均与其差异显著, >3叶龄
分蘖比率为 N-100%>CK>N-50%。而 CK 与 N-75%
处理之间>3叶龄分蘖比率几乎无差异。表 2还表明,
除 N-75%处理与 CK 无差异外, 其余各处理间<3 叶
龄分蘖和 3 叶龄分蘖比率均差异显著, 且 N-75%处
理和 CK与其他各处理间均差异显著。由此表明, 起
身肥可以促进分蘖的早生快发 , 提高有效分蘖(>3
叶龄分蘖)比率, 优化群体结构, 提高水稻分蘖成穗
率。N-100%处理的分蘖成穗率为 83.22%, 比 CK高
5.66%。但 N-50%处理基蘖肥水平太低, 影响分蘖的
发生及生长, 动摇分蘖(<3 叶龄分蘖)比率过高, 降
低了水稻的分蘖成穗率。其分蘖成穗率仅为 72.76%,
显著低于其余各处理。

表 2 不同处理 N–n时期不同叶龄分蘖比率
Table 2 The rate of tiller with different leaf age at the stage of N–n in different treatments
不同叶龄分蘖所占比例 The rate of different leaf age tiller 处理
Treatment
分蘖成穗率
Rate of effective tillers (％) <3叶蘖 Tiller with leaf age <3 3叶蘖Tiller with leaf age =3 >3叶蘖 Tiller with leaf age >3
N-100% 83.22 a 0.18 c 0.29 a 0.53 a
N-75% 77.46 b 0.25 ab 0.27 ab 0.48 b
N-50% 72.76 c 0.29 a 0.25 b 0.46 c
CK 77.56 b 0.25 ab 0.27 ab 0.48 b
标明不同字母的值在 5%水平上显著差异。
Values followed by a different letter are significant by different at the 5% probability level.

516 作 物 学 报 第 34卷

2.2 不同处理对水稻各生育阶段氮肥积累和利
用的影响
表 3 表明, 各起身肥处理的水稻全生育期氮积累
量随基肥施量的减少而显著降低 , N-100%处理的
比 N-50%处理多 105.9 kg N hm−2。施起身肥处理
与 CK和无 N区处理相比 , 除 CK与 N-75%处理全
生育期氮积累量无差异外 , 其余均差异显著。各处
理不同生育阶段氮积累量的变化趋势与全生育期
氮积累量变化趋势基本一致。N-100%处理与 CK
在不同生育阶段氮素积累量差异显著 , 移栽至
N–n 期、N–n 至拔节期、拔节至抽穗期和抽穗至成
熟期分别相差 6.75、7.50、17.70 和 17.25 kg hm−2,
而 CK 与 N-75%处理的氮积累量几乎无差异。这
说明施起身肥虽然降低了大田氮肥施用量 , 但仍
可促进水稻对氮肥的吸收和利用 , 提高氮素积
累量。

表 3 不同处理水稻不同生育阶段氮肥积累量
Table 3 N accumulation at different growth stages in different treatments
阶段氮肥积累量 N accumulation at different growth stages (kg hm-2)
处理
Treatment
氮积累量
Total N accumulation
(kg hm-2)
移栽至 N–n期
TS–(N–n)
N–n至拔节期
(N–n)–(n–2)
拔节至抽穗期
(n–2)–Heading stage
抽穗至成熟期
Heading stage–Maturing stage
N-100% 247.65 a 24.75 a 40.65 a 96.60 a 85.65 a
N-75% 197.10 b 17.70 b 32.55 b 78.00 b 68.85 b
N-50% 141.75 c 13.65 c 23.25 c 55.35 c 49.50 c
CK 198.45 b 18.00 b 33.15 b 78.90 b 68.40 b
0N 106.50 d 10.65 d 17.10 d 42.60 d 36.15 d
标明不同字母的值在 5%水平上显著差异。
Values followed by a different letter are significantly different at the 5% probability level. TS: transplanting stage; N–n: critical stage of
productive tillering; n–2: elongation stage.

从表 4 可以看出, 从移栽至拔节期, 随着施肥
水平的提高, 氮素积累量呈增加趋势, N-100%处理
与其余各处理差异显著。CK 处理基肥比 N-75%处
理高 32.4 kg N hm−2, 但氮素积累量几乎无差异。从
氮肥利用率来看, CK与起身肥处理间差异达显著水
平(N-75%处理除外)。移栽至拔节期, N-100%处理氮
肥利用率为 23.93%, 比常规施肥处理 CK高 8.51%。
全生育期 N-100%处理氮肥利用率为 45.66%, 比 CK
高 15.37%。而 N-100%处理氮肥施用量仅比 CK 高
5.55 kg hm−2, 不足施肥总量的 2%。N-75%处理基蘖
氮肥施用量仅仅是 CK 的 75%, 而基蘖氮肥利用率
和全生育期氮肥利用率均比 CK 高约 3 个百分点。
N-50%处理由于基肥氮素水平过低, 影响了分蘖的
发生与生长, 极显著降低了基肥氮积累量和基肥氮
的利用率。以上试验结果表明, 起身肥能够促进水
稻对氮肥的吸收利用, 提高氮肥利用率。施起身肥
可以适量减少大田氮肥施用量, 而且仍能维持较高
水平的氮积累量和氮肥利用率。

表 4 不同处理水稻氮素积累量和氮肥利用率
Table 4 N accumulation and NUE of different treatments
氮素积累量 N accumulation (kg hm−2) 氮肥利用率 NUE (%) 处理
Treatment 移栽至拔节期 TS–(n–2) 全生育期 Total growth stages 移栽至拔节期 TS–(n–2) 全生育期 Total growth stages
N-100% 65.40 a 247.65 a 23.93 a 45.66 a
N-75% 50.25 b 197.10 b 18.84 b 33.41 b
N-50% 36.90 c 141.75 c 11.23 c 15.11 c
CK 51.15 b 198.45 b 15.42 b 30.29 b
0N 27.75 d 106.50 d — —
标明不同字母的值在 5%水平上显著差异。
Values followed by a different letter are significantly different at the 5% probability level. TS: transplanting stage; n–2: elongation
stage.

2.3 不同处理对水稻产量及其构成因子的影响
不同氮肥水平和施肥方法对水稻产量的影响达
显著水平(表 5)。产量水平表现为 N-100% > N-75% >
CK > N-50% > 0N。N-75%处理产量比 CK处理高,
但差异不显著。N-100%处理本田氮肥仅比 CK 多
5.55 kg N hm−2, 而产量比 CK高 454.80 kg hm−2, 差
第 3期 郑永美等: 起身肥对水稻分蘖和氮素吸收利用的影响 517


异达显著水平 。不同处理产量结构的差异, 可能是
由于 N-100%处理施起身肥且基肥供氮量充足, 可
以促进分蘖的早生快发, 保证足够数量有效穗数的
原因。N-75%处理与 CK 处理的产量差异不显著。
而 N-75%处理的本田氮肥水平比 CK低 32.40 kg N
hm−2, 约是 CK氮肥总施用量的 10%。从表 5可以发
现, N-50%处理与 CK处理产量差异显著。N-50%处
理虽施起身肥, 但由于总施氮过少, 产量显著地低于
CK, 对其产量结构分析可知, N-50%处理产量低主要
是由于其产量构成因子中有效穗数显著低于 CK。

表 5 不同处理的产量及产量结构
Table 5 Grain yield and its components of different treatments
穗粒结构 Component of panicle
处理
Treatment
有效穗
No. of panicles
(104 hm−2)
总粒数
Spikelets per panicle
实粒数
Filled grains per panicle
结实率
Seed-setting rate
千粒重
1000-grain weight
(g)
实际产量
Actual grain yield
(kg hm−2)
N-100% 312.75 a 166.07 b 144.62 d 0.87 d 24.16 b 8814.60 a
N-75% 275.25 ab 180.40 a 160.73 a 0.89 c 23.54 b 8399.25 b
N-50% 240.00 c 164.35 b 152.85 b 0.93 b 23.50 b 7810.05 c
CK 274.80 ab 188.13 a 161.79 a 0.86 d 23.60 b 8359.80 b
0N 130.05 c 155.17 c 150.06 c 0.97 a 29.10 a 5830.65 d
标明不同字母的值在 5%水平上显著差异。
Values followed by a different letter are significantly different at the 5% probability level.

3 讨论
氮肥运筹及用量对水稻产量的影响至关重要。
大面积生产中多数农民凭经验施肥, 氮素施用量普
遍偏高, 结果影响水稻高产潜力的发挥, 且造成大
量肥料流失, 使肥料利用率降低。本试验利用穴盘
育秧带土移栽的有利条件, 在秧苗移栽前施适量的
起身肥, 带肥下田。试验结果表明, 随着本田氮肥施
用量的增加, 群体茎蘖数、>3 叶龄分蘖比率及分蘖
成穗率均显著增加, 而且与不同处理间最终有效穗
数的差异性相一致, 这与徐正进等[28]和黄元财等 [8]
的研究结果一致。Singh 等[10]和王绍华等[12]研究认
为, 在一定范围内随氮肥施用量的增加水稻产量呈
增加的态势。而本试验中, 本田施氮肥量比 CK 少
32.4 kg N hm−2的 N-75%处理, 其群体茎蘖动态、≥
3叶龄分蘖的比率、有效穗数及水稻产量与 CK几乎
无差异。这可能是由于 N-75%处理施少量的起身肥,
提高了水稻根际土壤矿质氮浓度[15], 促进了水稻幼
小根系对土壤中氮素的吸收利用, 进而促进了分蘖
的早生快发, 保证了水稻比较高的分蘖成穗率。这
与凌启鸿在水稻高产群体质量中提出的充分利用分
蘖, 适当提高分蘖穗率是一致的[13]。
本试验中, 起身肥处理, 随施氮量增多氮素积
累量和氮肥利用率均显著增加。这与前人的研究结
果不尽一致[12,23,29]。移栽至拔节期, N-100%处理氮
肥利用率比常规施肥处理 CK高 8.51个百分点。全
生育期 N-100%处理氮肥利用率比 CK高 15.37个百
分点。N-75%处理与非起身肥处理相比, 氮肥利用率
和水稻产量几乎均无差异。说明在基蘖肥与穗肥的
比例基本稳定的基础上, 利用穴盘育秧带土球移栽
的有利条件, 施适量的起身肥, 可以提高基蘖氮肥
利用率, 进而促进全生育期氮肥利用率。而 N-50%
处理基蘖氮肥水平较低, 影响了分蘖的发生和高产
高效水稻群体的形成, 最终氮肥利用率和产量都显
著降低。这与丁艳锋等 [25]和徐正进等研究结果一
致[28]。总之, 施少量起身肥, 可以促进分蘖的早生
快发 , 提高水稻分蘖成穗率 , 增加氮素积累量 , 是
减少水稻基蘖氮肥施用量, 提高氮肥利用率和水稻
产量的有效技术途径。但最适起身肥施用量和基蘖
肥用量还有待进一步研究。
4 结论
起身肥是在秧田施用, 本田根际发挥肥效的施
肥方法。起身肥可以提高本田水稻根际土壤氮浓度,
促进水稻幼小根系对土壤中氮素的吸收利用, 促进
了分蘖的早生快发。有效分蘖临界叶龄期起身肥处
理可以显著地提高有效分蘖(>3 叶龄分蘖)比率, 提
高水稻分蘖成穗率。保证产量构成因子中的有效穗
数, 显著地提高了水稻产量。起身肥处理与CK相比,
不同生育阶段氮素积累量均显著增加。而 CK 与施
起身肥但基肥减少 25%的处理相比, 氮积累量几乎
无差异。这说明施起身肥可促进水稻对氮肥的吸收
和利用, 提高氮素积累量。因此, 施用起身肥是减少
水稻基蘖氮肥施用量, 提高氮肥利用率和水稻产量
518 作 物 学 报 第 34卷

的有效技术途径。
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